林順平

摘 要：發(fā)電廠發(fā)電系統(tǒng)正常工作的核心部件是汽輪機，因此汽輪機是否平穩(wěn)工作對發(fā)電廠的安全穩(wěn)定運行有著關(guān)鍵的影響。因為汽輪機本身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以使得平時的使用、保養(yǎng)和維修進行起來比較困難，而汽輪機運作的經(jīng)濟性、可靠性、安全性一直是人們所關(guān)注的話題。汽輪機在運行的過程中如果出現(xiàn)了問題，不加以維修的話會直接影響汽輪機的使用壽命與經(jīng)濟效應(yīng)。文章主要通過對汽輪機常見的故障進行闡述，并對排除汽輪機常見故障進行理論分析研究，最后提出合理的解決措施，以期對同行提供參考。

關(guān)鍵詞：汽輪機；常見故障；理論分析

中圖分類號：TM621 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2015）12-0094-01

隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，國家各行各業(yè)對電力的需求也日益增加，對電力行業(yè)的安全檢測也提出更加嚴(yán)格的要求，傳統(tǒng)的汽輪機故障檢測技術(shù)和維修技術(shù)已經(jīng)難以滿足當(dāng)前電力行業(yè)發(fā)展的需要，這務(wù)必需要更加先進的故障檢測、排除技術(shù)，汽輪機的發(fā)展在某種程度上直接關(guān)乎整個國民經(jīng)濟的發(fā)展。在現(xiàn)代化電廠運行管理中，電廠設(shè)備運行是以汽輪機組為中心的，汽輪機的運行是否正常，直接關(guān)系到電廠的發(fā)電能力。如何針對電廠汽輪機常見故障開展設(shè)備的管理與控制，以及降低設(shè)備故障對電廠經(jīng)濟效益的影響，已經(jīng)成為電廠電力供應(yīng)急需解決的問題。

1 汽輪機的常見故障類型

在汽輪機的運行過程中，高溫高壓的蒸汽進入汽輪機會做功，不管是制作工藝、基建或者后期保養(yǎng)管理不善導(dǎo)致的基礎(chǔ)固定不良好、轉(zhuǎn)子軸心不平衡還是運行調(diào)整不利或者設(shè)備異常導(dǎo)致的工況異常，隨之出現(xiàn)的大部分故障都會引起機組的異常振動。經(jīng)過觀察機組振動的現(xiàn)象，汽輪機的故障類型主要有如下幾點。

1.1 機組非正常的強迫運動

其主要表現(xiàn)有：①聯(lián)軸的螺栓松動，主要是由于汽輪機的晃動、振動或者是承載的負(fù)荷過大；②氣缸的膨脹不暢，一般是由于定速后軸承座的振動增大，這種現(xiàn)象發(fā)生于氣缸漲差和氣缸蓋的膨脹式密切相關(guān)的；③汽輪機子受熱彎曲，導(dǎo)致這一情形主要是由于轉(zhuǎn)子的溫度和振動為滿足轉(zhuǎn)子的正常需要；④裂紋轉(zhuǎn)子的失衡導(dǎo)致其本身的晃度與振幅經(jīng)常性的增大；⑤汽輪機中心孔進油，這主要是由于轉(zhuǎn)子的振動幅度加大溫度上升后，導(dǎo)致振動的頻率也加大，因此進油量變多；⑥勵磁電流與振動二者同時作用使得發(fā)電機熱彎曲；⑦軸承與主軸的二者的動靜摩擦，通過觀察可以看到振動波動呈現(xiàn)發(fā)散式，然而這種振動跟整個汽輪機承載的負(fù)荷沒有聯(lián)系。

1.2 機組正常的強迫運動

其主要表現(xiàn)有：①汽輪機的剛度下降，落地軸承結(jié)合面差別震動大；②共振現(xiàn)象，汽輪機的轉(zhuǎn)速快要達到1 600 轉(zhuǎn)/min時，將出現(xiàn)軸承座的振動上升加速狀態(tài)；③汽輪機轉(zhuǎn)子不中對導(dǎo)致其晃動程度特別大。

1.3 汽輪機自激振動，即汽輪機在運作中自身引起的

振動

其主要表現(xiàn)：一方面，汽輪機在高負(fù)荷的運行過程中，高壓轉(zhuǎn)子的氣流收到外界激振；另一方面，氣缸蓋的膨脹和不正常的氣缸漲差導(dǎo)致油膜震蕩。特別是近年來，汽輪機通流部分由于結(jié)垢，汽流通過了隔板及葉片時壓降增加，使之負(fù)荷加大導(dǎo)致振動異常的事件也越來越多。

2 汽輪機故障排除的理論分析

應(yīng)用設(shè)備診斷技術(shù)，全面了解設(shè)備運行的狀態(tài)，及時發(fā)現(xiàn)故障存在的部位與原因，利用科學(xué)的分析，采取相應(yīng)的對策，就可以避免發(fā)生重大事故，減少不必要的經(jīng)濟損失，常見的方法有。

2.1 傳統(tǒng)方法

人們通過直接觸摸機械設(shè)備感知機器的溫度和振動幅度，通過聽覺感知機械的聲音，憑借豐富的工作經(jīng)驗來檢測汽輪機發(fā)生故障的部位，期間他們一般會用到聽棒來感知轉(zhuǎn)子和軸承的運行現(xiàn)狀。

2.2 振動分析法

人們一般通過頻譜分析、小波分析和時域分析來尋找振動的狀態(tài)。①頻譜分析法通過變換將復(fù)雜的信號分成簡單的信號，從時域再轉(zhuǎn)換成頻域，最后綜合在一起進行分析。例如吳峰崎等對轉(zhuǎn)子故障所產(chǎn)生的聲信號進行三維譜特性分析，總結(jié)了故障信號和對應(yīng)聲譜特征，經(jīng)過試驗驗證該轉(zhuǎn)子故障診斷的可行性；②小波分析法師基于傅里葉變換而發(fā)展的又一新的數(shù)學(xué)方法，它在振動信號處理方面可用于信號降噪與特征的提取，有人采用小波分析法對汽輪發(fā)電機組的振動信號進行相關(guān)頻帶能量特征提取，通過對能量統(tǒng)計棒圖進行參考，分析出試驗汽輪機發(fā)電機組出現(xiàn)了低壓缸轉(zhuǎn)子對中不良，聯(lián)軸器發(fā)生松動的故障；段晨東等研究了第二代小波變換在轉(zhuǎn)子碰撞故障特征提取中的應(yīng)用，采用了提升模式經(jīng)過分解、預(yù)測、更新以及合成四個步驟構(gòu)造第二代小波，第二代小波不使用Fourier變換，在時域內(nèi)完成計算，可以獲取時頻局部化特征；梁霖等提出了一種基于小波-奇異值分解的故障特征提取方法，利用小波變換將信號中的多種特征分量分解到用小波系數(shù)表示的時頻空間，再用奇異值特征分量分解到正交子空間中，經(jīng)過對特征子空間有選擇的重構(gòu)實現(xiàn)故障特征的提??；③時域分析法師在時域范圍觀察振動信號的幅值特征、周期性、隨機性以及計算統(tǒng)計特征參數(shù)，結(jié)合時序分解與變換算法可以獲得時間序列的局部性特征及隱含特征，根據(jù)這些特征參數(shù)來判斷齒輪不同故障狀態(tài)的指標(biāo)，分析正常、齒面磨損以及輪齒斷裂的情況。

3 汽輪機主要部件的檢修應(yīng)注意的問題

氣缸是汽輪機重要的組成部分，有上下兩個缸體，主要是由靜葉柵、隔板和轉(zhuǎn)子構(gòu)成。然而里面的真空層能夠?qū)諝獾臐B入起到一點的阻止作用，這樣一來汽輪機的可靠性和安全性大大提升了，檢修氣缸，可以從以下幾個方面來進行：

①拆除儀表。主要分為兩個環(huán)節(jié)，第一是要拆掉化裝板支架上的所有連接螺絲，其間必須讓支架、壓條、螺栓不會受到破壞，可以使所有化裝板吊去，而且化裝板上的噴漆也要保護好；第二就是標(biāo)記號化裝板上的裝配序號，還要將拆下來的零件放置好以免遺失，方便接下來的重裝；②等氣缸上缸的溫度降到120 ℃之后拆卸汽輪機的保溫層。拆除調(diào)速氣門上的所有三角架螺栓，用定位鞘，調(diào)走三腳架，卸掉氣缸前后左右的法蘭螺栓，切忌將螺栓彎曲、蠕伸、亂扣；③平滑安裝導(dǎo)管，在倒桿上抹上透平油，對角進行安裝。除此之外，必須同時觀察氣缸的結(jié)合面和氣缸的變形狀態(tài)，且還需測量縱向水平的氣缸水平中分面；④經(jīng)各個重要的部件檢修后，對汽輪機的本體部分進行組裝，堵住每個配合面的空洞，記錄完后把封貼貼好。

汽輪機的轉(zhuǎn)子是汽輪機的傳動部位，對整個機子的運行起著不可替代的作用，其檢修的方法是：

①標(biāo)記號轉(zhuǎn)子的位置，將水平儀放在軸頸的中央，仔細(xì)記錄下軸向的水平度，與之前所做的記錄進行對比，保證測量軸頸的揚度在一定范圍之中；②檢查千分表的準(zhǔn)確度，確保無誤后，巧妙使用千分表測量轉(zhuǎn)子在運作的過程中的晃度，記錄下來再與之前讀數(shù)進行對比，看是否保持一致，如果比較后發(fā)現(xiàn)而者有偏差，那么就需要觀察測量中的失誤再進行一次重測；③使用契型塞尺測量汽輪機的動靜葉間隙；④拆除聯(lián)軸器外面罩殼與緊釘?shù)穆菟?，使轉(zhuǎn)子吊出，將汽輪機端與發(fā)電機端的聯(lián)軸器止口脫開，觀察聯(lián)軸器螺栓是否有裂紋，再清理動葉片檢修汽輪機隔板套、隔板與噴咀，方法為拆除噴嘴、隔板、導(dǎo)葉，先拆壓板螺栓，再拆除隔板，使用起吊器將套板與隔板調(diào)出，最后進行這些零件的檢查，檢查是否有裂痕，是否出現(xiàn)零件松動的現(xiàn)象。

4 結(jié) 語

綜上所述，通過對汽輪機常見故障的理論研究分析，筆者提出了為汽輪機主要部件進行檢修的建議，可以及時發(fā)現(xiàn)并消除汽輪機常見故障隱患，有效地避免不必要的經(jīng)濟損失，滿足現(xiàn)代電力能源的供應(yīng)要求。實際上，無論檢測技術(shù)多么先進，都需要人們對故障早發(fā)現(xiàn)，通過加強汽輪機檢察人員的的素質(zhì)培養(yǎng)，從而提高他們對于常見故障的處理能力，以盡快地找到故障原因，采取正確的應(yīng)對措施，保證汽輪機的正常運行，這樣才能讓汽輪機更大的造福于人們。

參考文獻：

[1] 郭天霞.汽輪機常見故障排除方法與分析[J].黑龍江科技信息，2011，（20）.

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